JP3812865B2

JP3812865B2 - 電気回路の安全装置

Info

Publication number: JP3812865B2
Application number: JP26593598A
Authority: JP
Inventors: 聡石川; 修左右田
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1998-09-21
Filing date: 1998-09-21
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2018-09-21
Also published as: JP2000100310A; US6198376B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気回路の異常過熱による事故防止を図るための安全装置に関し、特に、電気部品の接続と同じ通常の半田で、容易に半田ヒューズ部を形成することができるとともに、ヒューズとしての信頼性が高く、かつ、安価に製造することができる半田ヒューズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電気回路の安全装置として、例えば、実開平１−１２９７４４号では、電圧依存型バリスタ（以下、ＺＮＲという）を用いたものが提案されている。
この電気回路の安全装置は、ＺＮＲのリードを直角に曲折し、このリードを、回路基板上で離隔絶縁された一と他の回路パターンの各電極に半田付けし、これら一と他の回路パターンを電気的に接続する構成となっている。
【０００３】
このような構成によれば、一又は他の回路パターンや、ＺＮＲ周辺の雰囲気温度が高温となったときに、リードを固定する半田が溶融して、ＺＮＲが自重で脱落し、一と他の回路パターンの導通が遮断される。これにより、電気回路の異常過熱による事故防止が図られる。
【０００４】
しかし、上述した従来の電気回路の安全装置では、ＺＮＲという専用部品を必要とするほか、該ＺＮＲを保持しながら回路基板に半田付けしなければならず、手間と費用がかかるという問題があった。
【０００５】
そこで、このような問題点を解決すべく、半田をそのまま温度ヒューズとして利用した電気回路の安全装置が多数提案されている。
かかる従来の電気回路の安全装置について、図３及び図４を参照しつつ説明する。
【０００６】
図３は半田を利用した従来の電気回路の安全装置を示す平面図であり、同図（ａ）は半田ヒューズ部の形成前，同図（ｂ）は半田ヒューズ部の形成後，同図（ｃ）は異常過熱時における半田ヒューズ部の動作状態を表す。また、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ図３（ａ），（ｂ），（ｃ）の断面図である。
【０００７】
図３（ａ）及び図４（ａ）において、回路基板１００には、一の回路パターン１１０と他の回路パターン１２０が形成してあり、これら一と他の回路パターン１１０，１２０の各電極１１１，１２１は、間隔１００ａをあけて隔離絶縁してある。そして、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、これら電極１１１，１２１を半田３０で橋絡することにより、半田ヒューズ部１０１を形成した構成となっている。
【０００８】
このような構成によれば、一又は他の回路パターン１１０，１２０や、半田３０周辺の雰囲気温度が高温となったときに、半田３０が完全溶融する。
すると、図３（ｃ）及び図４（ｃ）に示すように、半田３０が、間隔１００ａにおける濡れにくい基板表面にはじかれ、表面張力によって濡れやすい各電極１１１，１２１にそれぞれ分離する。
この結果、一と他の回路パターン１１０，１２０の導通が遮断され、電気回路の異常過熱による事故防止が図られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した従来の半田ヒューズでは、半田ヒューズ部１０１を形成するときに、半田３０を完全溶融に近い状態にして各電極１１１，１２１に溶着させなければならなかった。
このため、半田ヒューズ部１０１を形成するときに、半田３０が各電極１１１，１２１に分離してしまい、半田ヒューズ部１０１の形成が極めて困難で、製品の歩黙りが悪いという問題があった。
【００１０】
このような問題は、図３（ａ）に示すように、各電極１１１，１２１の間隔１００ａが、図中の矢印方向に連続するため、換言すれば、図中の矢印方向に溶融した半田３０を止める電極がないため、間隔１００ａにおける基板表面上で溶融した半田３０が安定しにくいことが原因と考えられる。
【００１１】
ただし、溶融した半田３０が各電極１１１，１２１に分離しやすいという性質は、電気回路の異常過熱時におけるヒューズとしての信頼性に寄与するものなので、半田ヒューズ部１０１を形成するときにだけ、溶融した半田３０が各電極１１１，１２１に分離しないようにすれば、理想的な電気回路の安全装置となる。
【００１２】
なお、上記問題点を解決すべく、特開平４−５６０２８号では、回路基板上で離隔絶縁された一と他の回路パターンの各電極を、半田粒子間の空隙が残留する多孔質の半田層で橋絡し、半田ヒューズ部を形成した構成の電気回路の安全装置が提案されている。
【００１３】
しかし、このような構成からなる従来の電気回路の安全装置では、多孔質の半田層を形成するため、回路基板上に半田クリームを印刷し、次いで、この半田クリームを半溶融させるといった特殊な工程を経なければならず、上記のような、電気部品の接続と同じ通常の半田３０で半田ヒューズ部を形成する場合に比べて、手間とコストがかかるという問題があった。
【００１４】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、電気部品の接続と同じ通常の半田で、容易に半田ヒューズ部を形成することができるとともに、ヒューズとしての信頼性が高く、かつ、安価に製造することができる電気回路の安全装置の提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の電気回路の安全装置は、回路基板上で離隔絶縁された二以上の回路パターンの電極どうしを半田で橋絡し、半田ヒューズ部を形成した電気回路の安全装置において、前記回路基板の一面に、一の回路パターンを形成するとともに、前記回路基板の他面に、スルーホールを介して前記一の回路パターンに連続する円形の一の電極と、該一の電極と離隔絶縁され、かつ、前記一の電極と同心の円環状に形成されて、該一の電極を途切れなく包囲する他の電極と、該他の電極に連続する他の回路パターンとを形成し、前記他の電極及びその内側に前記半田を溶着して、前記一と他の電極を橋絡させることにより、前記一の電極と前記他の電極の全体を覆う前記半田ヒューズ部を形成した構成としてある。
【００１６】
このような構成によれば、途切れない他の電極の内側であれば、完全溶融に近い状態の半田を、該他の電極で止めることができるので、一と他の電極の間隔における基板表面上で、完全溶融に近い状態の半田を安定させることができる。
これにより、電気部品の接続と同じ通常の半田で、容易に半田ヒューズ部を形成することができる。
【００１７】
また、電気回路の異常過熱時には、従来と同様、完全溶融した半田が、一と他の電極にそれぞれ分離して、一と他の回路パターンの導通が遮断されるので、ヒューズとしての信頼性も高い。
【００１８】
さらに、電気部品の接続と同じ通常の半田で、半田ヒューズ部を形成することができるので、従来のような特殊な製造工程を要さず、電気回路の安全装置を安価に製造することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電気回路の安全装置の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る電気回路の安全装置を示す平面図であり、同図（ａ）は半田ヒューズ部の形成前，同図（ｂ）は半田ヒューズ部の形成後，同図（ｃ）は異常過熱時における半田ヒューズ部の動作状態を表す。また、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ図１（ａ），（ｂ），（ｃ）の断面図である。
【００２０】
図１（ａ）及び図２（ａ）において、回路基板１の裏面（一面）１Ａには、一の回路パターン１０が形成してある。
一方、回路基板１の表面（他面）１Ｂには、スルーホール１１を介して、一の回路パターン１０に連続する円形の一の電極（ランド）１２が形成してある。
【００２１】
また、回路基板１の表面１Ｂの一の電極１２の外側には、該一の電極１２と間隔１ａをあけて離隔絶縁された他の電極２１が形成してある。
該他の電極２１は、一の電極１２と同心の円環状パターンであり、該一の電極１２を途切れなく包囲する。
このような他の電極２１には、他の回路パターン２０が形成してある。
【００２２】
そして、図１（ｂ）及び図２（ｂ）に示すように、他の電極２１及びその内側に、完全溶融に近い状態の半田３０を溶着して、一と他の電極１２，２１を橋絡させることにより、半田ヒューズ部２を形成してある。
【００２３】
このような半田ヒューズ部２は、次のように動作する。
すなわち、一又は他の回路パターン１０，２０や、半田３０周辺の雰囲気温度が高温となったときに、半田３０が完全溶融する。
すると、図１（ｃ）及び図２（ｃ）に示すように、半田３０が、間隔１ａにおける濡れにくい基板表面にはじかれ、表面張力によって濡れやすい一と他の電極１２，２１にそれぞれ分離する。
この結果、一と他の回路パターン１０，２０の導通が遮断され、電気回路の異常過熱による事故防止が図られる。
【００２４】
上記構成からなる本発明の電気回路の安全装置によれば、途切れない他の電極２１の内側であれば、完全溶融に近い状態の半田３０を、該他の電極２１で止めることができるので、間隔１ａにおける基板表面上で、完全溶融に近い状態の半田３０を安定させることができる。
これにより、電気部品の接続と同じ通常の半田３０で、容易に半田ヒューズ部２を形成することができる。
【００２５】
また、電気回路の異常過熱時には、従来と同様、完全溶融した半田３０が、一と他の電極１２，２１にそれぞれ分離して、一と他の回路パターン１０，２０の導通が遮断されるので、ヒューズとしての信頼性も高い。
【００２６】
さらに、電気部品の接続と同じ通常の半田３０で、半田ヒューズ部２を形成することができるので、従来のような特殊な製造工程を要さず、電気回路の安全装置を安価に製造することができる。
【００２７】
なお、本発明の電気回路の安全装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態における半田ヒューズ部２は、一の回路パターン１０と他の回路パターン２０の二つを半田３０で橋絡させる構成としたが、これに限定されるものではなく、二以上の回路パターンを橋絡させることもできる。
【００２８】
具体的に、回路基板１の裏面１Ａに、一の回路パターン１０を二以上形成するとともに、これら一の回路パターン１０…を、それぞれスルーホール１１…を介して、回路基板１の表面１Ｂに形成した一又は二以上の一の電極１２に連続させ、該一の電極１２を環状の他の電極２１で包囲した構成とする。
また、他の電極２１に、二以上の他の回路パターン２０…を連続させる構成としてもよい。
【００２９】
さらに、他の電極２１の形状は、図１（ａ）に示す円環状に限定されるものではなく、一の電極１２を途切れなく包囲できるものであれば、矩形，楕円といった他の環状に変更することができる。
【００３０】
これに加え、上記実施形態と逆に、回路基板１の裏面１Ａに一の電極１２，他の電極２１及び他の回路パターン２０を形成し、回路基板１の表面１Ｂに他の電極２１を形成してもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の電気回路の安全装置によれば、電気部品の接続と同じ通常の半田で、容易に半田ヒューズ部を形成することができるとともに、ヒューズとしての信頼性が高く、かつ、安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気回路の安全装置を示す平面図であり、同図（ａ）は半田ヒューズ部の形成前，同図（ｂ）は半田ヒューズ部の形成後，同図（ｃ）は異常過熱時における半田ヒューズ部の動作状態を表す。
【図２】同図（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ図１（ａ），（ｂ），（ｃ）の断面図である。
【図３】従来の電気回路の安全装置を示す平面図であり、同図（ａ）は半田ヒューズ部の形成前，同図（ｂ）は半田ヒューズ部の形成後，同図（ｃ）は異常過熱時における半田ヒューズ部の動作状態を表す。
【図４】同図（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ図３（ａ），（ｂ），（ｃ）の断面図である。
【符号の説明】
１回路基板
１Ａ裏面（一面）
１Ｂ表面（他面）
１ａ間隔
１０一の回路パターン
１１スルーホール
１２一の電極
２０他の回路パターン
２１他の電極
３０半田

Claims

回路基板上で離隔絶縁された二以上の回路パターンの電極どうしを半田で橋絡し、半田ヒューズ部を形成した電気回路の安全装置において、
前記回路基板の一面に、一の回路パターンを形成するとともに、
前記回路基板の他面に、スルーホールを介して前記一の回路パターンに連続する円形の一の電極と、該一の電極と離隔絶縁され、かつ、前記一の電極と同心の円環状に形成されて、該一の電極を途切れなく包囲する他の電極と、該他の電極に連続する他の回路パターンとを形成し、
前記他の電極及びその内側に前記半田を溶着して、前記一と他の電極を橋絡させることにより、前記一の電極と前記他の電極の全体を覆う前記半田ヒューズ部を形成したことを特徴とする電気回路の安全装置。